การ แนะ นํา ให้ ทํา งาน โดย พลัง ที่ เปลี่ยน แปลง

การ เข้าใจ ความ หมาย ของ งาน ที่ ทํา โดย แรง ที่ เปลี่ยน แปลง เป็น เรื่อง สําคัญ มาก ใน ด้าน ฟิสิกส์ โดย เฉพาะ ใน เรื่อง กลไก งาน จะ ถูก กําหนด ว่า เป็น พลัง งาน ที่ ส่ง ผ่าน ไป เมื่อ มี การ เคลื่อน ย้าย วัตถุ ไป ทาง ระยะ ไกล โดย แรง ภาย นอก เมื่อ พลัง งาน ที่ ใช้ นั้น แตก ต่าง กัน ไป การ คํานวณ งาน ก็ จะ มี ความ ซับ ซ้อน มาก ขึ้น จําเป็น ต้อง เข้าใจ ความ ซับ ซ้อน ของ อินทิกรัล และ ลักษณะ ของ แรง ที่ ใช้ งาน

งานคืออะไร?

ในฟิสิกส์, งานนิยามทางคณิตศาสตร์ว่า เป็นผลคูณของแรงที่ใช้กับวัตถุ และระยะทางที่แรงนั้นใช้ สูตรสําหรับงานที่ทําโดยแรงคงที่คือ:

• W = F × d × cos( ⁇ )

ที่ไหน:

• [FLT: 0] W =งานที่ทํา
• [FLT: 0] F =ขนาดของแรงที่นํามา
• [FLT: 0] d =ระยะทางที่เคลื่อนที่โดยวัตถุ
• [FLT: 0]] =มุมระหว่างแรงกับทิศการเคลื่อนที่

เมื่อ พลัง นั้น อยู่ เสมอ การ คํานวณ งาน ก็ เป็น อย่าง ที่ ตรง ไป ตรง มา.

การ ทํา งาน โดย พลัง ที่ เปลี่ยน แปลง

เมื่อจัดการแรงตัวแปร งานที่ทําไม่สามารถคํานวณโดยใช้สูตรพื้นฐานที่กล่าวไปด้านบนได้ แต่เราต้องการพิจารณาแรงเป็นฟังก์ชันของตําแหน่ง ซึ่งหมายความว่า แรงกระทําการเปลี่ยนแปลงเป็นวัตถุเคลื่อนที่ งานที่ทําโดยแรงตัวแปรสามารถคํานวณได้โดยใช้การรวม

การแทนที่คณิตศาสตร์

งานที่ทําโดยแรงแปรค่า สามารถแสดงทางคณิตศาสตร์ได้

• [FLT: 0] W = ⁇ F(x) dx

ที่ไหน:

• [FLT: 0] W =งานที่ทํา
• [FLT: 0] F(x) =แรงเป็นฟังก์ชันของตําแหน่ง
• [FLT: 0] dx =การกระจัดขนาดเล็กเหลือคลื

อินทิกรัลนี้รวมงานที่ทําตลอดระยะทาง ที่ย้ายโดยวัตถุ, ออกบัญชีการแปรเปลี่ยนของแรง

ตัว อย่าง: ทํา งาน โดย กองทัพ น้ํา ตก

ตาม กฎหมาย ของ ฮุก แรง ที่ ใช้ โดย น้ําพุ นั้น มี สัดส่วน กับ ระยะ ที่ มัน ยืด หรือ บีบ คั้น:

• [FLT: 0] F(x) = -kx

ที่ไหน:

• [FLT: 0]. k =ค่าคงที่ฤดูใบไม้ผลิ
• [FLT: 0] x =การเลื่อนจากตําแหน่งสมดุล (FLT:0)

เพื่อหางานที่ทําในยืดฤดูใบไม้ผลิจากตําแหน่ง [FLT: 0] x = 0 ถึง x= x, เราสามารถตั้งอินทิกรัล:

• W = ⁇ (0 ถึง x) -kx dx

การคํานวณอินทิกรัลนี้ให้:

• [FLT: 0] W = -k[x2/2] ⁇ จาก 0 ถึง x= -kx2/2

ผล ที่ ออก มา นี้ บ่ง ชี้ ว่า งาน ที่ ทํา ใน ฤดู ใบ ไม้ ผลิ นั้น มี ค่า เท่า กับ ครึ่ง หนึ่ง ของ ผล ผลิต ของ ค่าคงที่ ของ ฤดู ใบ ไม้ ผลิ และ จัตุรัส ของ การ เปลี่ยน แปลง.

โปรแกรม ต่าง ๆ ที่ ใช้ ใน การ งาน ทํา โดย พลัง ที่ เปลี่ยน แปลง

ต่อ ไป นี้ เป็น ตัว อย่าง บาง เรื่อง:

• การ คํานวณ พลังงาน ที่ เก็บ ไว้ ใน วัสดุ ยืดหยุ่น เช่น สปริง.
• การ วิเคราะห์ การ เคลื่อน ไหว ของ วัตถุ ภาย ใต้ อิทธิพล ของ แรง ต่าง ๆ เช่น แรง เสียด ทาน หรือ แรง ต้าน ทาง อากาศ.
• การ ออก แบบ ระบบ กลไก ซึ่ง เกี่ยว ข้อง กับ พลัง ที่ ต่าง กัน เช่น การ ดูด ซึม ความ ช็อก ใน ยาน ยนต์.

รูปแบบการวน

งาน ที่ ได้ รับ การ ฝึก จาก พลัง ที่ เปลี่ยน แปลง เป็น หลัก ใน ด้าน ฟิสิกส์ ซึ่ง ต้อง อาศัย ความ เข้าใจ ลึก ซึ้ง ยิ่ง ขึ้น ใน เรื่อง แคลคูลัส และ ลักษณะ ของ พลัง งาน ด้วย การ นํา ความ ร่วม มือ กัน เรา สามารถ คํานวณ ว่า งาน ที่ ทํา โดย พลัง ที่ เปลี่ยน ไป นั้น เป็น อะไร บ้าง ซึ่ง ทํา ให้ เรา ได้ รับ ความ เข้าใจ ที่ สําคัญ ใน สาขา วิทยาศาสตร์ และ วิศวกรรม การ เรียน เรื่อง นี้ สําคัญ มาก สําหรับ นัก ศึกษา และ นัก ศึกษา ด้วย เช่น เดียว กัน เรา จะ ทํา งาน หนัก มาก ขึ้น ได้ อย่าง ไร?